(57)【要約】【課題】  詳細な高度情報を必要とせず、高精度にＧＰＳ衛星を用いた測位結果の確度を判定可能な確度判定システムを提供すること。【解決手段】  ナビゲーション装置のＣＰＵは、車両の現在位置座標Ｐ周囲に存在する複数地点の地形座標データをサーバ装置の地形データベースから取得し、ＲＡＭに格納する。また、ＲＡＭに格納された地形座標データから、車両の進行方向に適した地形座標データを選択して、それら地形座標データが示す地点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を頂点とする多角形の判定基準面ＰＳを決定し、平面ＰＡ及び判定基準面ＰＳの交線Ｌを通り平面ＰＡに垂直な面ＰＢと位置座標Ｐの高度方向（ｚ方向）の距離ｄを算出する。ＣＰＵは、この距離ｄが、ＤＯＰ値に基づいて決定した閾値Ｔｈ１未満であると、ＧＰＳ測位結果の確度が高いとして正常判定を行い、距離ｄが閾値Ｔｈ１以上であると、ＧＰＳ測位結果の確度が低いとして異常判定を行う。【選択図】  図３
2005265690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ衛星から送信される衛星信号を受信する受信手段と、該受信手段の受信結果に基づいて、高度を含む三次元座標系における現在地の位置座標を算出する位置算出手段と、を備える移動体、が前記位置算出手段で算出した前記座標の確度を判定する確度判定システムであって、
所定の地点毎に、地表面の位置座標が前記三次元座標系で表された地形座標データを記憶する地形記憶手段と、
前記位置算出手段が算出した前記座標の周囲に存在する複数地点の前記地形座標データを前記地形記憶手段から取得するデータ取得手段と、
該データ取得手段が取得した前記地形座標データが表す前記位置算出手段が算出した座標周囲の各地点を頂点に有する多角形の構成面を基準として、前記位置算出手段が算出した前記座標の位置的なズレに関するズレ値を算出するズレ値算出手段と、
該ズレ値算出手段により算出されたズレ値に基づいて、前記位置算出手段が算出した前記座標の確度を判定する確度判定手段と、
を備えることを特徴とする確度判定システム。
【請求項２】
前記移動体の移動方向を判定する方向判定手段、
を備え、
前記ズレ値算出手段は、前記データ取得手段が取得した地形座標データと、前記方向判定手段の判定結果とに基づいて、前記移動体の移動方向に平行な直線であって前記位置算出手段が第１の時点で算出した前記座標を通る直線、を含む高度方向に平行な面と、前記多角形の構成面との交線、又は、該交線を通り前記高度方向に平行な面に垂直な面、から前記位置算出手段が第２の時点で算出した前記座標までの距離を、前記ズレ値として算出することを特徴とする請求項１記載の確度判定システム。
【請求項３】
前記確度判定手段は、前記ズレ値が予め定められた閾値未満であると、前記位置算出手段が算出した前記座標の確度を高と判定し、前記ズレ値が前記閾値以上であると、前記位置算出手段が算出した前記座標の確度を低と判定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の確度判定システム。
【請求項４】
前記位置算出手段が前記座標の算出の際に用いる前記衛星信号の送信元であるＧＰＳ衛星の配置状態に基づいて、ＤＯＰ（Dilution Of Precision）値を算出するＤＯＰ値算出手段と、
該ＤＯＰ値算出手段が算出したＤＯＰ値に基づいて、前記確度判定手段が前記座標の確度判定の際に用いる前記閾値を決定する閾値決定手段と、
を備えることを特徴とする請求項３記載の確度判定システム。
【請求項５】
ＧＰＳ衛星から送信される衛星信号を受信する受信手段と、該受信手段の受信結果に基づいて、高度を含む三次元座標系における現在地の位置座標を算出する位置算出手段と、を備える移動体、が前記位置算出手段で算出した前記座標の確度を判定する確度判定システムであって、
前記移動体には、
前記移動体の傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、
前記移動体の移動速度を検出する移動速度検出手段と、
が設けられており、
当該システムは、
前記傾斜角検出手段及び移動速度検出手段の検出結果に基づいて、前記移動体の単位時間当たりの高度方向への移動量を算出する移動量算出手段と、
前記位置算出手段の算出結果に基づいて、前記位置算出手段が算出した前記座標の単位時間当たりの高度方向への変位量を算出する変位量算出手段と、
前記移動量算出手段により算出された移動量と、前記変位量算出手段により算出された変位量とを比較し、その比較結果に基づいて、前記位置算出手段が算出した前記座標の確度を判定する比較判定手段と、
を備えることを特徴とする確度判定システム。
【請求項６】
前記移動体には、
前記移動体の傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、
前記移動体の移動速度を検出する移動速度検出手段と、
が設けられており、
当該システムは、
前記傾斜角検出手段及び移動速度検出手段の検出結果に基づいて、前記移動体の単位時間当たりの高度方向への移動量を算出する移動量算出手段と、
前記位置算出手段の算出結果に基づいて、前記位置算出手段が算出した前記座標の単位時間当たりの高度方向への変位量を算出する変位量算出手段と、
前記移動量算出手段により算出された移動量と、前記変位量算出手段により算出された変位量とを比較し、その比較結果に基づいて、前記位置算出手段が算出した前記座標の確度を判定する比較判定手段と、
所定条件が満足されると、前記確度判定手段の動作を禁止して、前記比較判定手段を動作させる切替手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の確度判定システム。
【請求項７】
前記切替手段は、前記データ取得手段が前記地形座標データの取得に成功すると、前記確度判定手段を動作させ、前記データ取得手段が前記地形座標データの取得に失敗すると、前記確度判定手段に代えて前記比較判定手段を選択的に動作させることを特徴とする請求項６記載の確度判定システム。
【請求項８】
前記移動体には、
前記移動体の傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、
前記移動体の移動速度を検出する移動速度検出手段と、
が設けられており、
当該システムは、
前記傾斜角検出手段及び移動速度検出手段の検出結果に基づいて、前記移動体の単位時間当たりの高度方向への移動量を算出する移動量算出手段と、
前記位置算出手段の算出結果に基づいて、前記位置算出手段が算出した前記座標の単位時間当たりの高度方向への変位量を算出する変位量算出手段と、
前記移動量算出手段により算出された移動量と、前記変位量算出手段により算出された変位量とを比較し、その比較結果に基づいて、前記位置算出手段が算出した前記座標の確度を判定する比較判定手段と、
前記確度判定手段及び前記比較判定手段の判定結果を用いて、前記位置算出手段で算出された前記座標の確度を判定する総合判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の確度判定システム。
【請求項９】
前記比較判定手段は、前記移動量算出手段が算出した移動量と前記変位量算出手段が算出した変位量との差が、予め定められた閾値未満であると、前記位置算出手段が算出した前記座標の確度を高と判定し、前記差が前記閾値以上であると、前記位置算出手段が算出した前記座標の確度を低と判定することを特徴とする請求項５〜請求項８のいずれかに記載の確度判定システム。
【請求項１０】
ＧＰＳ衛星から送信される衛星信号を受信する受信手段と、該受信手段の受信結果に基づいて、高度を含む三次元座標系における現在地の位置座標を算出する位置算出手段と、を備える移動体、が前記位置算出手段で算出した前記座標の確度を判定する確度判定装置であって、
所定の地点毎に地表面の位置座標が前記三次元座標系で表された地形座標データを記憶するサーバ装置と通信可能な通信手段と、
該通信手段を介して、前記サーバ装置から、前記位置算出手段が算出した前記座標の周囲に存在する複数地点の前記地形座標データを取得するデータ取得手段と、
該データ取得手段が取得した前記地形座標データが表す前記位置算出手段が算出した座標周囲の各地点を頂点に有する多角形の構成面を基準として、前記位置算出手段が算出した前記座標の位置的なズレに関するズレ値を算出するズレ値算出手段と、
該ズレ値算出手段により算出されたズレ値に基づいて、前記位置算出手段が算出した前記座標の確度を判定する確度判定手段と、
を備えることを特徴とする確度判定装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の確度判定装置と通信可能な通信手段と、
所定の地点毎に、地表面の位置座標が高度を含む三次元座標系で表された地形座標データを記憶する地形記憶手段と、
前記通信手段が前記確度判定装置から地形座標データの要求信号を受信すると、前記確度判定装置が判定対象とする前記移動体の位置算出手段が算出した前記座標の周囲に存在する複数地点の前記地形座標データを、前記地形記憶手段から読出し、前記通信手段に、該読み出した地形座標データを、前記確度判定装置に向けて送信させる送信制御手段と、
を備えることを特徴とするサーバ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ衛星から送信される衛星信号の受信結果に基づき算出された位置座標の確度を判定する確度判定システム、及び確度判定装置、並びにサーバ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＧＰＳ衛星から送信される衛星信号を受信し、その受信結果（衛星信号に含まれる衛星の軌道情報や時刻情報等）に基づいて、ＧＰＳ衛星と自己位置との距離を測定し、地上における自身の位置座標を算出するＧＰＳ受信装置が知られている。この種のＧＰＳ受信装置では、４個以上のＧＰＳ衛星を捕捉し、それらＧＰＳ衛星から送信されてくる衛星信号を受信・解析することで、自身（現在地）の位置座標として、緯度・経度・高度からなる三次元座標を算出する（三次元測位）。
【０００３】
ところで、ＧＰＳ衛星を用いた測位では、衛星信号が高層建造物などに反射して生じる反射波の影響を受けて、誤差が生じることが知られている。ＧＰＳ受信装置では、各ＧＰＳ衛星と自己位置との距離を、ＧＰＳ衛星の位置と、衛星信号の受信時刻と、に基づいて算出するが、反射波の受信結果に基づいて距離の測定が行われると、反射により延長された伝搬路の距離に応じた測定誤差が生じてしまうのである。尚、図１６は、反射波を受信するＧＰＳ受信装置１１を示した図である。
【０００４】
このため、従来装置では、高度情報を備える地図データベースから、高度情報を得て、ＧＰＳ衛星による測位結果の確度を判定し、確度が低い場合には、別の手法で、測位を行うようにしていた。
【０００５】
例えば、特許文献１記載の車両用ＧＰＳ航法装置では、ＧＰＳ衛星からの衛星信号の受信結果に基づいて自己位置（緯度、経度、高度）を算出すると共に、その算出結果のうちの緯度・経度の情報を用いて地図データベースから、その緯度・経度に対応する高度情報を取得し、高度情報が示す現在地の高度と、上記受信結果に基づいて算出した高度と、にズレがある場合には、ＧＰＳ衛星を用いた測位結果の確度が低いとして、通常のＧＰＳ測位を中止するようにしていた。
【０００６】
尚、地図データベースが備える高度情報を用いて測位を行うＧＰＳ受信装置としては、その他、地図データベースの高度情報を用いて二次元測位の精度向上を図るものが知られている（例えば、特許文献２，３参照）。
【特許文献１】特開平６−５０７６６号公報
【特許文献２】特開平４−１６６７８１号公報
【特許文献３】特開昭６２−２６１０８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１記載の車両用ＧＰＳ航法装置のように、地図データベースが備える高度情報により推定される現在地の高度と、衛星信号の受信結果に基づいて算出した高度と、を単に比較して、ＧＰＳ衛星を用いた測位結果の確度を判定する場合には、地図データベース内に、各地点の高度情報を密に記憶させておかなければならず、大容量の記憶媒体を装置に搭載しなければならないといった問題があった。
【０００８】
尚、車両が存在しうる高度又は車両が単位時間当たりに移動しうる距離を適正範囲として、その範囲を超える値が測位結果として算出された場合には、異常判定を行うように、上記車両用ＧＰＳ航法装置を構成すれば、地図データベースに詳細な高度情報を記憶させなくとも上記問題が解消される。しかしながら、そのような手法を採用すると、確度判定の精度が悪化するといった問題があった。
【０００９】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、詳細な高度情報を必要とせず、高精度に、ＧＰＳ衛星を用いた測位結果の確度を判定可能な確度判定システム及び確度判定装置と、その確度判定システムに用いるサーバ装置とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、ＧＰＳ衛星からの衛星信号を受信する受信手段の受信結果に基づき、位置算出手段で三次元座標系における現在地の位置座標を算出する移動体が、その位置算出手段で算出した座標の確度を判定する確度判定システムであって、地形記憶手段と、データ取得手段と、ズレ値算出手段と、確度判定手段と、を備えるものである。尚、上記三次元座標系は、高度を表す座標を含む三次元座標系（例えば、緯度、経度、高度からなる三次元座標系）である。
【００１１】
この確度判定システムにおける地形記憶手段には、所定の地点毎に地形座標データが記憶されており、地形座標データには、その地点における地表面の位置座標が、上記三次元座標系で表されている。データ取得手段は、この地形記憶手段から、位置算出手段が算出した上記座標の周囲に存在する複数地点の地形座標データを取得する。
【００１２】
ズレ値算出手段は、このデータ取得手段が取得した地形座標データが表す上記位置算出手段が算出した座標周囲の各地点を頂点に有する多角形の構成面を基準として、位置算出手段が算出した上記座標の位置的なズレに関するズレ値を算出する。確度判定手段は、このズレ値算出手段が算出したズレ値に基づき、位置算出手段が算出した上記座標の確度を判定する。
【００１３】
この確度判定システムによれば、地形座標データが表す地点を頂点にもつ多角形の構成面を基準にして、位置算出手段が算出した座標の確度を判定するので、地形座標データが存在する地点だけでなく、その他の地点（地形座標データが存在する地点を結んだ上記多角形の領域内）においても、位置算出手段が算出した座標の確度を判定することができる。
【００１４】
車両等の移動体が移動する経路では、地形が滑らかに変化するのが普通であるから、上記多角形により、地表面が概ね正確に表される。このため、本発明によれば、高度情報（ここでいう地形座標データ）を密に地形記憶手段に記憶させなくとも、精度よく位置算出手段が算出した座標の確度を判定することができるのである。
【００１５】
即ち、この発明によれば、詳細な高度情報を必要とすることなく、高精度に、ＧＰＳ衛星を用いた測位結果の確度を判定することができ、例えば、ＧＰＳ衛星を用いた測位や、車両内蔵の各種センサを用いた測位（推定航法）など、複数のモードで現在地の特定を行うシステムにおいて、モードの切替を適切に行うことができる。
【００１６】
尚、ズレ値算出手段は、請求項２記載のように、データ取得手段が取得した地形座標データと、移動体の移動方向を判定する方向判定手段の判定結果とに基づき、移動体の移動方向に平行な直線であって上記位置算出手段が第１の時点で算出した座標Ｐ０を通る直線、を含む高度方向に平行な面ＰＡと、上記多角形の構成面との交線Ｌから、位置算出手段が第２の時点で算出した座標までの距離を、上記ズレ値として算出する構成にされるとよい。
【００１７】
その他、上記ズレ値算出手段は、移動体の移動方向に平行な直線であって上記位置算出手段が第１の時点で算出した座標Ｐ０を通る直線を含む高度方向に平行な面ＰＡと、上記多角形の構成面との交線Ｌを通る面であって、上記高度方向に平行な面ＰＡに垂直な面ＰＢから、位置算出手段が第２の時点で算出した座標までの距離を、上記ズレ値として算出する構成にされると一層好ましい。尚、第２の時点は、第１の時点と同一時点であってもよいし、異なる時点であってもよい。
【００１８】
位置的なズレに関する上記ズレ値としては、他に、位置算出手段が算出した座標から多角形の構成面までの高度方向の距離、を採用してもよいが、そのようにしてズレ値を算出すると、上記多角形の傾斜（緯度・経度の変位量に対する高度の変位量）が大きい場合には、測位した結果得られた現在地の座標について、高度座標以外の座標（緯度・経度座標）にわずかな測位誤差があっても、上記ズレ値が過剰に変動することになる。このため、位置算出手段が算出した座標から多角形の構成面までの高度方向の距離を、上記ズレ値として用いると、位置算出手段が算出した座標の確度を高精度に判定できない可能性がある。
【００１９】
これに対し、特に移動体として自動車等の道路を走行する車両を想定した場合、車両は、少なくとも車両の移動方向に垂直な方向について水平な道路上を走行していると仮定するのが妥当である。
【００２０】
従って、請求項２記載のように、上記交線Ｌから位置算出手段が算出した座標までの距離（高度方向の距離でもよいし、最短距離でもよい。）、若しくは、上記交線Ｌを通る面であって上記高度方向に平行な面ＰＡに垂直な面ＰＢ（即ち、上記交線Ｌを通る面であって上記交線Ｌに垂直な方向については水平な面ＰＢ）から、位置算出手段が算出した座標までの距離（高度方向の距離でもよいし、最短距離でもよい。）を、ズレ値として採用すれば、そのズレ値にて、位置算出手段が算出した座標と、移動体の現在地の真の座標との差異を、概ね正しく表すことができ、位置算出手段が算出した座標の確度を正確に判定することができる。
【００２１】
この他、上記確度判定システムでは、ズレ値が閾値未満であると、位置算出手段が算出した座標の確度を高と判定し、ズレ値が閾値以上であると、位置算出手段が算出した座標の確度を低と判定するように、確度判定手段を構成するとよい。このように構成された請求項３記載の確度判定システムによれば、簡単且つ高精度に座標の確度を判定することができる。
【００２２】
また、ＧＰＳ衛星を用いた測位では、捕捉するＧＰＳ衛星の配置状態によって、その測位の精度が変化するから、請求項３記載の確度判定システムにおいては、上記閾値を、測位の精度を表すＤＯＰ（Dilution Of Precision）値に基づいて、決定するとよい。
【００２３】
即ち、上記確度判定システムには、位置算出手段が座標の算出の際に用いる衛星信号の送信元であるＧＰＳ衛星の配置状態に基づいて、ＤＯＰ値を算出するＤＯＰ値算出手段と、そのＤＯＰ値算出手段が算出したＤＯＰ値に基づいて、確度判定手段が座標の確度判定の際に用いる上記閾値を決定する閾値決定手段と、を設けるとよい。このように構成された請求項４記載の確度判定システムによれば、ＤＯＰ値に基づいて上記閾値を決定するので、衛星配置に基づく誤差を、マルチパスによる影響と錯誤することなく、マルチパスによるＧＰＳ測位の異常を高感度で検出することができる。
【００２４】
以上には、密に地形座標データがなくとも、高精度に、ＧＰＳ衛星を用いた測位結果の確度を判定することが可能な確度判定システムについて説明したが、移動体が、上記受信手段及び位置算出手段に加えて、自己（移動体）の傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、自己（移動体）の移動速度を検出する移動速度検出手段と、を備える構成にされている場合には、請求項５記載のように確度判定システムを構成されてもよい。
【００２５】
請求項５記載の確度判定システムは、上記傾斜角検出手段及び移動速度検出手段の検出結果に基づいて、移動体の単位時間当たりの高度方向への移動量を算出する移動量算出手段と、位置算出手段が算出した座標の単位時間当たりの高度方向への変位量を算出する変位量算出手段と、を備えており、比較判定手段にて、移動量算出手段により算出された移動量と、変位量算出手段により算出された変位量とを比較し、位置算出手段が算出した座標の確度を判定する。尚、移動量算出手段及び変位量算出手段にて、高度方向への移動量又は変位量を算出し、これらを比較するのは、反射波を原因とする位置座標の算出誤差が、三次元座標のうち高度の座標に大きく表れるためである。
【００２６】
この確度判定システムでは、測位誤差が現れやすい高度方向の変位量と、移動体内蔵の上記各検出手段の検出結果に基づき算出した上記移動量と、を比較して（例えば、移動量と変位量との差を求めて）、位置算出手段が算出した座標の確度を判定するので、上述した高度情報や地形座標データを用いることなく、高精度に座標の確度を判定することができる。
【００２７】
但し、比較判定手段を用いた確度判定では、上記各検出手段の検出誤差の影響を受けるため、確度判定手段を用いた確度判定と比較して、判定の精度が悪くなる可能性がある。このため、請求項５記載の発明は、請求項１〜請求項４記載の確度判定システムと合わせて使用されるとよい。
【００２８】
請求項６記載の確度判定システムは、請求項１〜請求項４記載の確度判定システムに、上記移動量算出手段と、変位量算出手段と、比較判定手段と、所定条件が満足されると、確度判定手段の動作を禁止して、比較判定手段を選択的に動作させる切替手段と、を設けたものである。この確度判定システムによれば、確度判定手段及び比較判定手段の欠点を相互に補完することができる。
【００２９】
例えば、地形座標データが地形記憶手段に記憶されていない地域に移動体が存在する場合には、比較判定手段に座標の確度を判定させるように、上記切替手段を構成すれば、地形座標データが存在しない地域に移動体が存在する場合であっても、位置算出手段が算出した座標の確度を判定をすることができる。また、比較判定手段による確度判定では十分な精度が得られない地域に限定して、その地域の地形座標データを、地形記憶手段に記憶させておくことで、地形記憶手段に記憶させる地形座標データの総量を小さくすることができる。
【００３０】
その他、地形記憶手段を外部のサーバ装置に設け、それ以外の上記各手段を移動体に搭載する場合には、移動体が備えるデータ取得手段から、無線にてそのサーバ装置にアクセスし、地形座標データを取得することになるが、無線にて地形記憶手段から地形座標データを取得するように確度判定システムを構成すると、通信環境の悪化により一時的に地形記憶手段から地形座標データを取得することができない可能性がある。このような場合には、確度判定手段による座標の確度判定を行うことができないので、請求項７記載のように、切替手段を構成するとよい。
【００３１】
請求項７記載の確度判定システムおける切替手段は、データ取得手段が地形座標データの取得に成功すると、確度判定手段を動作させ、データ取得手段が地形座標データの取得に失敗すると、確度判定手段に代えて比較判定手段を選択的に動作させる構成にされている。この確度判定システムによれば、地形記憶手段から地形座標データを取得することができない場合に、比較判定手段にて座標の確度を判定することができるので、常時安定して、位置算出手段が算出した座標の確度判定を行うことができる。
【００３２】
尚、請求項６記載の確度判定システムには、切替手段に代えて、請求項８記載の総合判定手段を設けても良い。請求項８記載の確度判定システムでは、総合判定手段が、確度判定手段及び比較判定手段の判定結果を用いて、位置算出手段で算出された上記座標の確度を総合的に判定する。このように構成された請求項８記載の確度判定システムでは、複数の手法で位置算出手段が算出した座標の確度を判定し、その結果に基づいて、座標の確度を再度判定するため、一層高精度に位置算出手段が算出した座標の確度を判定することができる。
【００３３】
また、比較判定手段は、請求項９記載のように、移動量算出手段が算出した移動量と変位量算出手段が算出した変位量との差が、予め定められた閾値未満であると、位置算出手段が算出した座標の確度を高と判定し、上記差が閾値以上であると、位置算出手段が算出した座標の確度を低と判定する構成にされるとよい。このようにすれば、簡単な構成で、移動量算出手段が算出した移動量及び変位量算出手段が算出した変位量に基づいた座標の確度判定を行うことができる。
【００３４】
以上、本発明の確度判定システムについて説明したが、上記確度判定システムは、確度判定装置と、所定の地点毎に地表面の位置座標が三次元座標系で表された地形座標データを記憶するサーバ装置と、から構成することができる。請求項１０記載の確度判定装置は、上記サーバ装置と通信可能な通信手段と、その通信手段を介してサーバ装置から位置算出手段が算出した座標の周囲に存在する複数地点の地形座標データを取得するデータ取得手段と、上記ズレ値算出手段と、上記確度判定手段と、を備える確度判定装置である。この発明によれば、地形記憶手段を確度判定装置に設けることなく、上記確度判定システムを構成することができ、確度判定装置を安価に製造することができる。
【００３５】
また、この発明によれば、上記多角形の構成面を基準として座標の確度判定を行うので、判定地点毎に高度情報を必要とする従来装置と比較して、サーバ装置−確度判定装置間の通信量を抑えることができ、ネットワーク資源を有効活用することができる。尚、この確度判定装置には、上記移動量算出手段、変位量算出手段、比較判定手段、及び、切替手段（又は総合判定手段）を設けても良い。
【００３６】
この他、請求項１１記載のサーバ装置は、上記確度判定装置と通信可能な通信手段と、上記地形記憶手段と、を備え、通信手段が確度判定装置から地形座標データの要求信号を受信すると、送信制御手段にて、確度判定装置が判定対象とする移動体の位置算出手段が算出した座標の周囲に存在する複数地点の地形座標データを、地形記憶手段から読出し、通信手段に、その読み出した地形座標データを、確度判定装置に向けて送信させるものである。このサーバ装置と、上記確度判定装置とを用いれば、上述した本発明の確度判定システムを構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に本発明の実施例について、図面とともに説明する。
図１は、本発明が適用された確度判定システム１の構成を表す説明図である。本実施例の確度判定システム１は、移動体としての車両３と、本発明のサーバ装置５を備えるセンタ７と、からなり、センタ７及び車両３は、セルラー網９を介して双方向通信可能にされている。
【００３８】
図２は、車両３が備えるナビゲーション装置１０及びセンタ７が備えるサーバ装置５の構成を示したブロック図である。図２に示すように、ナビゲーション装置１０は、ＧＰＳ衛星２から送信されてくる衛星信号を受信して現在地の三次元座標（具体的には、緯度・経度・高度）を算出するＧＰＳ受信装置１１と、セルラー網９を介してサーバ装置５と無線通信可能な無線通信装置１３と、傾斜センサ１５と、ジャイロスコープ１７と、車両３の移動速度Ｖｓを検出する車速センサ１９と、利用者が当該装置へ各種指令を入力するための操作スイッチ群２１と、地図データ入力器２３と、各種情報（地図等）を表示するための表示装置２５と、音声出力を行うためのスピーカ２７と、当該ナビゲーション装置１０各部を統括制御するナビ制御回路３０と、を備える。
【００３９】
ＧＰＳ受信装置１１は、ＧＰＳ衛星２から送信される衛星信号（所謂ＧＰＳ信号）を受信する受信部１１ａと、受信部１１ａの受信結果に基づいて、車両３の現在位置を算出する演算部１１ｂと、を備える。具体的に演算部１１ｂは、受信部１１ａの受信結果に基づいて、緯度及び経度並びに高度からなる三次元座標系における現在地の位置座標Ｐ＝（ｘ，ｙ，ｚ）を算出する。この算出値は、ナビ制御回路３０に入力される。図３は、本実施例で用いられる三次元座標系を表す説明図である。以下では、緯度をｘ座標に割り当て、経度をｙ座標に割り当て、高度をｚ座標に割り当てて、上記三次元座標を、ｘｙｚ座標で表現する。
【００４０】
一方、傾斜センサ１５は、路面の傾斜角Θ（図１１参照）を検出するものである。この傾斜センサ１５は、例えば、振り子が鉛直方向を向くことを利用して、車両３の傾斜角、即ち、車両３が走行する路面の傾斜角Θを検出する。その他、ジャイロスコープ１７は、車両３に加わる回転運動時の力に基づいて、車両３の移動方向（進行方向）を検出するものである。
【００４１】
また、地図データ入力器２３は、位置補正のためのマップマッチング用データ、道路の接続を表す道路データ等を、それらを記憶する記憶媒体からナビ制御回路３０に入力するものである。記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ハードディスク等が挙げられる。この他、表示装置２５は、液晶ディスプレイ等からなるカラー表示装置であり、ナビ制御回路３０から入力される映像信号に基づいて、画面上に、車両３の現在位置や地図画像等を表示する。また、スピーカ２７は、ナビ制御回路３０から入力される音声信号を再生するものであり、目的地までの経路を音声案内する際などに用いられる。
【００４２】
その他、ナビ制御回路３０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３３、ＲＡＭ３５等を備えるものであり、ＲＯＭ３３内に格納されたプログラムをＣＰＵ３１にて実行することにより、後述する処理を含む各種処理を行う。このナビ制御回路３０は、ＧＰＳ受信装置１１から得た車両３の現在位置を表す座標Ｐや、車両３の移動方向を示す速度ベクトルＶ、傾斜センサ１５、ジャイロスコープ１７、車速センサ１９の出力値に基づいて、現在位置を特定し、表示装置２５に地図画像と合わせて車両３の現在位置を表すマークを表示させる。尚、現在位置の特定は、ＧＰＳ信号の受信状況に応じて、ＧＰＳ航法、推測航法などの方式で行われる。
【００４３】
一方、サーバ装置５は、当該装置を統括制御するＣＰＵ５１と、プログラム等を格納するＲＯＭ５３と、プログラム実行時に各種データが一時記憶されるＲＡＭ５５と、セルラー網９を介して車両３に搭載された外部の無線通信装置１３と通信可能な無線通信装置５７と、所定の地点毎に、地表面の位置が緯度・経度・高度で表された地形座標データを記憶する地形データベース（ＤＢ）５９とを備える。この地形座標データは、ナビゲーション装置１０からの要求に応じて、セルラー網９を介しナビゲーション装置１０に提供される。以下では、地形データベース５９に地形座標データが存在する地点を「データ存在地点」と表現する。
【００４４】
図４は、ナビゲーション装置１０とサーバ装置５とのデータ送受信の態様を示した説明図である。詳細は後述するが、ナビゲーション装置１０は、必要に応じ、地形座標データの要求信号をサーバ装置５に対して送出する構成にされており、要求コマンドの他、車両３の現在位置座標Ｐ、移動方向を表す情報（具体的には速度ベクトルＶ）を格納した要求信号をサーバ装置５に送信する。
【００４５】
サーバ装置５は、この要求信号をナビゲーション装置１０から受信すると、要求信号に含まれる車両３の現在位置座標Ｐ及び移動方向を表す情報（速度ベクトルＶ）に基づいて、現在位置座標Ｐの周囲に存在するデータ存在地点の地形座標データを選択し、選択した地形座標データを応答信号に格納して、その応答信号をナビゲーション装置１０に送信する。ナビゲーション装置１０は、このサーバ装置５から得た地形座標データに基づいて、ＧＰＳ測位結果、即ち、ＧＰＳ受信装置１１から得られた現在位置座標Ｐの確度を判定する。
【００４６】
図５は、ナビゲーション装置１０のＣＰＵ３１が実行する測位確度判定処理を表すフローチャートである。測位確度判定処理を実行すると、ＣＰＵ３１は、ＧＰＳ受信装置１１に複数回にわたり測位させて、ＧＰＳ受信装置１１から所定期間の車両３の位置座標を取得する（Ｓ１１０）。その後、ＣＰＵ３１は、取得した所定期間の位置座標に基づいて、上記三次元座標系における車両３の速度ベクトルＶ＝（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を算出する（Ｓ１２０）。
【００４７】
Ｓ１２０での処理を終えると、ＣＰＵ３１は、判定基準面ＰＳ（図３参照）の決定に必要な現在位置周囲の地形座標データがＲＡＭ３５内に存在するか否か判断する（Ｓ１３０）。ここでは、車両３の現在位置を中心として所定範囲内の地形座標データが規定数以上あるか否か判断することで、判定基準面ＰＳの決定に必要な現在位置周囲の地形座標データがＲＡＭ３５に存在するか否か判断すればよい。
【００４８】
Ｓ１３０で判定基準面ＰＳの決定に必要な地形座標データが存在しないと判断すると（Ｓ１３０でＮｏ）、ＣＰＵ３１は、センタ７のサーバ装置５にアクセスして、地形座標データを要求する（Ｓ１４０）。具体的にＣＰＵ３１は、要求コマンドの他、ＧＰＳ受信装置１１から取得した最新の車両３の位置座標Ｐと、車両３の移動方向を表す情報としての速度ベクトルＶと、を格納した要求信号をサーバ装置５に送信する。
【００４９】
その後、ＣＰＵ３１は、無線通信装置１３により応答信号が受信されるのを待機し（１５０）、無線通信装置１３が所定期間内にサーバ装置５からの応答信号を受信すると、Ｓ１５０でＹｅｓと判断し、無線通信装置１３を介してサーバ装置５から受信した応答信号に含まれる地形座標データを、ＲＡＭ３５に格納する（Ｓ１６０）。
【００５０】
Ｓ１６０での処理が終了した後、若しくは、Ｓ１３０でＹｅｓと判断すると、ＣＰＵ３１は、Ｓ１７０に処理を移して、図３に示す判定基準面ＰＳを決定する。具体的に、ＣＰＵ３１は、車両３の現在位置座標Ｐ及び速度ベクトルＶに基づいて、ＲＡＭ３５に格納されている複数の地形座標データから、車両３の現在位置座標Ｐ周囲に存在する地形座標データであって、車両３の進行方向側の地形座標データを所定数（本実施例では３つ）選択し、選択した地形座標データが表す地点を頂点にもつ多角形の構成面を、判定基準面ＰＳに決定する。
【００５１】
図６は、判定基準面ＰＳの決定方法を示した説明図である。図６に示すように、ＣＰＵ３１は、車両３の現在位置座標Ｐ周囲の地形座標データを、決定後の判定基準面ＰＳが車両３の現在位置座標Ｐを囲み、更に現在位置座標Ｐから判定基準面ＰＳにおける車両３の進行方向側の端縁までの距離が所定値以上となるように選択し、その地形座標データのデータ存在地点を結んだ面を判定基準面ＰＳに決定する。尚、「現在位置座標Ｐを囲む」とは、座標Ｐのｘｙ座標が、判定基準面ＰＳのｘｙ平面への射影に収まることを意味する（即ちｚ座標については評価しない）。
【００５２】
この判定基準面ＰＳの決定方法について具体的に説明すると、図６（ａ）では、車両３の進行方向が紙面上側を向いているので、ＣＰＵ３１は、車両３の現在位置座標Ｐを囲む地点の地形座標データＤ［１］，Ｄ［２］，Ｄ［３］，Ｄ［４］のうち、Ｄ［１］，Ｄ［２］，Ｄ［３］を選択して、判定基準面ＰＳを構成する。また、図６（ｂ）では、車両３の進行方向が紙面右下側を向いているので、ＣＰＵ３１は、車両３の現在位置座標Ｐを囲む地点の地形座標データＤ［１］，Ｄ［２］，Ｄ［３］，Ｄ［４］のうち、Ｄ［１］，Ｄ［２］，Ｄ［４］を選択して、判定基準面ＰＳを構成する。
【００５３】
判定基準面ＰＳの決定後、ＣＰＵ３１は、初回判定フラグＦをＦ＝１に設定し（Ｓ１７５）、この後に再度ＧＰＳ受信装置１１に測位を実行させて、最新の車両３の現在位置座標Ｐを取得する（Ｓ１８０）。この後、ＣＰＵ３１は、Ｓ１８０で取得した最新の車両３の現在位置座標Ｐが、Ｓ１７０で決定した判定基準面ＰＳ上に存在するか否か判断し（Ｓ１９０）、Ｓ１８０で取得した最新の現在位置座標Ｐが判定基準面ＰＳ上に存在しないと判断するとＳ１２０に移行する。一方、ＣＰＵ３１は、現在位置座標Ｐが判定基準面ＰＳ上に存在すると判断すると（Ｓ１９０でＹｅｓ）、Ｓ２００に移行して図７に示す第一判定処理を実行する。図７は、ＣＰＵ３１が実行する第一判定処理を表すフローチャートである。
【００５４】
第一判定処理を実行すると、ＣＰＵ３１は、初回判定フラグＦがＦ＝１であるか否か判断し（Ｓ２０５）、Ｆ＝１であると判断すると（Ｓ２０５でＹｅｓ）、Ｆ＝０に設定した後（Ｓ２０７）に、現在の車両３の速度ベクトルＶを算出する（Ｓ２１０）。尚、速度ベクトルＶは、最新の車両３の現在位置座標Ｐと、それより過去の数個分の位置座標と、に基づいて算出されてもよいし、ジャイロスコープ１７や車速センサ１９の出力値に基づいて算出されてもよい。
【００５５】
Ｓ２１０での処理を終えると、ＣＰＵ３１は、Ｓ１８０でＧＰＳ受信装置１１が測位した際に用いた衛星信号の送信元ＧＰＳ衛星の配置状態に基づいて、測位時のＤＯＰ値を算出し、そのＤＯＰ値に係数αを乗算して、閾値Ｔｈ１（Ｔｈ１＝α・（ＤＯＰ値））を決定する（Ｓ２２０）。
【００５６】
この後、ＣＰＵ３１は、処理をＳ２３０に移行して、Ｓ１８０で得た最新の車両３の現在位置座標Ｐ＝（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ）と、Ｓ２１０で算出した速度ベクトルＶ＝（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）と、に基づき、平面ＰＡと判定基準面ＰＳとの交線Ｌ（図３には、判定基準面ＰＳの端縁と交線Ｌとの交点をＲａ，Ｒｂで表す。）を通り、平面ＰＡに垂直な面である平面ＰＢを求める。尚、平面ＰＡは、高度方向（ｚ方向）に平行且つ速度ベクトルＶに平行な面であって、最新の車両３の現在位置座標Ｐ＝（Ｐｘ，Ｐｙ，Ｐｚ）を通る面である。具体的に、平面ＰＡは、次式で表わされる。
【００５７】
（Ｖｙ，−Ｖｘ，０）・（ｘ，ｙ，ｚ）＝Ｐｘ・Ｖｙ＋Ｐｙ・（−Ｖｘ）
その他、平面ＰＢは、判定基準面ＰＳの法線ベクトルが（Ｎｘ，Ｎｙ，Ｎｚ）であるとすると、次式で表わされる。
【００５８】
（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｗ）・（ｘ，ｙ，ｚ）＝Ｐｘ・Ｖｘ＋Ｐｙ・Ｖｙ＋Ｐｚ・Ｗ
Ｗ＝｛（Ｖｘ）2＋（Ｖｙ）2｝・Ｎｚ／（Ｖｘ・Ｎｘ＋Ｖｙ・Ｎｙ）
Ｓ２３０での処理を終了すると、ＣＰＵ３１は、平面ＰＢから車両３の現在位置座標Ｐまでの距離ｄを求め、その距離ｄをＲＡＭ３５に格納する（Ｓ２４０）。図８は、平面ＰＢから車両３の現在位置座標Ｐまでの距離ｄを示した説明図である。この図８では、ｘｙ平面を横軸にしｚ軸を縦軸にした座標系で、平面ＰＢと平面ＰＡとの交線を、線分ＲａＲｂで表す。
【００５９】
図８に示すように、距離ｄは、平面ＰＢから現在位置座標Ｐまでの高度方向（ｚ方向）の距離である。具体的に、距離ｄ算出対象の座標ＰがＰ＝（ｘ，ｙ，ｚ）であるとすると、距離ｄは、次のように算出される。
【００６０】
ｄ＝｜｛（Ｐｘ−ｘ）・Ｖｘ＋（Ｐｙ−ｙ）・Ｖｙ
＋Ｐｚ・Ｗ｝／Ｗ−ｚ｜
このようにして距離ｄを算出した後、ＣＰＵ３１は、算出した距離ｄが閾値Ｔｈ１未満であるか否か判断する（Ｓ２５０）。そして、距離ｄが閾値Ｔｈ１未満である（即ち、ｄ＜Ｔｈ１）と判断すると（Ｓ２５０でＹｅｓ）、ＧＰＳ測位結果が正常であることを示す正常判定を下し（Ｓ２６０）、判定値Ｋ１をＫ１＝０に設定して、当該第一判定処理を終了する。
【００６１】
一方、距離ｄが閾値Ｔｈ１以上であると判断すると（Ｓ２５０でＮｏ）、ＣＰＵ３１は、ＧＰＳ測位結果が異常であることを示す異常判定を下して（Ｓ２７０）、判定値Ｋ１を以下のように算出する（Ｓ２８０）。
【００６２】
Ｋ１＝β１・（Ｔｈ１−ｄ）
即ち、Ｓ２８０では、算出した距離ｄと閾値Ｔｈ１との差に、正の係数β１を乗算した値を判定値Ｋ１として算出する。この判定値Ｋ１の算出が終了すると、ＣＰＵ３１は、当該第一判定処理を終了する。
【００６３】
その他、ＣＰＵ３１は、Ｓ２０５でＮｏと判断すると（即ち、Ｓ２０５でＦ＝０であると判断すると）、現在の車両３の速度ベクトルＶを算出し（Ｓ２９３）、その速度ベクトルＶのｘｙ方向の変化量（即ち、過去の速度ベクトルとの差）に基づいて、車両３の進行方向に変化がないか判断する（Ｓ２９７）。
【００６４】
具体的にＳ２９７では、速度ベクトルＶのｘｙ方向の変化量が所定量以上であるか否か判断する。そして、ｘｙ方向の変化量が所定量以上であると判断すると（Ｓ２９７でＹｅｓ）、Ｓ２２０に移行して上述した閾値Ｔｈ１の算出及び平面ＰＢの導出を行う。
【００６５】
一方、変化量が所定量未満であると判断すると（Ｓ２９７でＮｏ）、Ｓ２４０に移行して、平面ＰＢを変更せずに距離ｄの算出を行う。尚、Ｓ２９７では、速度ベクトルＶのｘｙ方向の変化量に基づき、進行方向の判断を行うようにしたが、例えば、ジャイロスコープ１７の出力値に基づいて、車両３の進行方向に変化がないか判断してもよい。
【００６６】
この第一判定処理が終了すると、ＣＰＵ３１は、Ｓ３００で第二判定処理を実行する。図９は、ＣＰＵ３１が実行する第二判定処理を表すフローチャートである。
第二判定処理を実行すると、ＣＰＵ３１は、第一判定処理での距離ｄ算出回数が２回以上であり、その算出結果（距離ｄ）がＲＡＭ３５に２以上格納されているか否か判断し（Ｓ３１０）、格納されていないと判断すると（Ｓ３１０でＮｏ）、当該第二判定処理を終了する。一方、２以上格納されていると判断すると（Ｓ３１０でＹｅｓ）、それら過去２回分の距離ｄの算出結果ｄ（ｔ），ｄ（ｔ−１）に基づいて、単位時間当たりの距離ｄの変化量Δｄを算出する（Ｓ３２０）。
【００６７】
Δｄ＝｜ｄ（ｔ）−ｄ（ｔ−１）｜
その後、ＣＰＵ３１は、変化量Δｄが、予め定められた閾値Ｔｈ２未満であるか否か判断し（Ｓ３３０）、閾値Ｔｈ２未満である（即ち、Δｄ＜Ｔｈ２）と判断すると（Ｓ３３０でＹｅｓ）、ＧＰＳ測位結果が正常であることを示す正常判定を下し（Ｓ３４０）、判定値Ｋ２にＫ２＝０を設定して、当該第二判定処理を終了する。
【００６８】
一方、変化量Δｄが閾値Ｔｈ２以上であると判断すると（Ｓ３３０でＮｏ）、ＣＰＵ３１は、ＧＰＳ測位結果が異常であることを示す異常判定を下し（Ｓ３５０）、判定値Ｋ２を、以下のように算出する（Ｓ３６０）。尚、係数β２は正の係数である。
【００６９】
Ｋ２＝β２・（Ｔｈ２−Δｄ）
このようにして判定値Ｋ２を算出すると、ＣＰＵ３１は、当該第二判定処理を終了し、Ｓ４００にて、第三判定処理を実行する。図１０は、ＣＰＵ３１が実行する第三判定処理を表すフローチャートである。
【００７０】
第三判定処理を実行すると、ＣＰＵ３１は、過去２回分のＧＰＳ測位結果、即ち、過去２回にわたってＧＰＳ受信装置１１から取得した車両３の位置座標Ｐ（ｔ）＝（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ）），Ｐ（ｔ−１）＝（ｘ（ｔ−１），ｙ（ｔ−１），ｚ（ｔ−１））に基づき、高度方向（ｚ方向）について、車両３の単位時間当たりの移動量Δｚを算出する（Ｓ４１０）。
【００７１】
Δｚ＝ｚ（ｔ）−ｚ（ｔ−１）
その後、ＣＰＵ３１は、傾斜センサ１５から路面の傾斜角Θを取得すると共に（Ｓ４２０）、車速センサ１９から車両３の移動速度Ｖｓを取得する（Ｓ４３０）。そして、この移動速度Ｖｓ及び傾斜センサ１５から得られた傾斜角Θに基づき、車両３の単位時間当たりの高度方向の移動量ΔＨを算出する（Ｓ４４０）。
【００７２】
ΔＨ＝Ｖｓ・ｓｉｎΘ
図１１は、傾斜角Θの路面を、速度Ｖｓで走行する車両３を示した説明図である。このようにしてΔＨを算出すると、ＣＰＵ３１は、ＧＰＳ測位結果に基づいて得た移動量Δｚと、センサ１５，１９の検出結果に基づいて得た移動量ΔＨとの差δを算出する（Ｓ４５０）。
【００７３】
δ＝｜Δｚ−ΔＨ｜
差δの算出後、ＣＰＵ３１は、差δが予め定められた閾値Ｔｈ３未満であるか否か判断し（Ｓ４６０）、差δが閾値Ｔｈ３未満である（即ち、δ＜Ｔｈ３）と判断すると（Ｓ４６０でＹｅｓ）、ＧＰＳ測位結果が正常であることを示す正常判定を下し（Ｓ４７０）、判定値Ｋ３をＫ３＝０に設定して、当該第三判定処理を終了する。
【００７４】
一方、ＣＰＵ３１は、差δが閾値Ｔｈ３以上であると判断すると（Ｓ４６０でＮｏ）、ＧＰＳ測位結果が異常であることを示す異常判定を下し（Ｓ４８０）、判定値Ｋ３を以下のように算出する（Ｓ４９０）。尚、係数β３は、正の係数である。
【００７５】
Ｋ３＝β３・（Ｔｈ３−δ）
このようにして判定値Ｋ３を算出すると、ＣＰＵ３１は、当該第三判定処理を終了する。図１２は、マルチパスの影響によりＧＰＳ測位の結果が異常を示すときのΔｚの変動を示すグラフである。マルチパスの影響によりＧＰＳ測位結果が異常を示す際には、図１２のグラフ右側に示すように、センサにより得た移動量ΔＨに対してΔｚが大きく変動する。第三判定処理では、このような現象の有無を、ΔＨとΔｚとの差が閾値Ｔｈ３未満であるか判断することにより検出する。
【００７６】
このような第三判定処理が終了すると、ＣＰＵ３１は、続くＳ５００にて、総合判定処理を実行する。図１３は、ＣＰＵ３１が実行する総合判定処理を表すフローチャートである。
【００７７】
総合判定処理を実行すると、ＣＰＵ３１は、上記第一〜第三判定処理にてＧＰＳ測位の結果が全て正常判定されているか否か判断し（Ｓ５１０）、全て正常判定されていると判断すると（Ｓ５１０でＹｅｓ）、ＧＰＳ測位結果の確度を「高」レベルに判定した後に（Ｓ５１５）、Ｓ５５０に移行する。
【００７８】
一方、ＣＰＵ３１は、第一〜第三判定処理にてＧＰＳ測位の結果が全て正常判定されていないと判断すると（Ｓ５１０でＮｏ）、Ｓ５２０で、正常判定が２つ以上であるか否か判断する。そして、２つ以上正常判定されていると判断すると、ＧＰＳ測位結果の確度を「中上」レベルに判定した後（Ｓ５２５）、処理をＳ５５０に移行する。
【００７９】
また、ＣＰＵ３１は、Ｓ５２０で、正常判定が２つ未満であると判断すると、Ｓ５３０に移行し、正常判定が１つ以上であるか否か判断する。そして、正常判定が１つ以上であると判断すると（Ｓ５３０）、ＧＰＳ測位結果の確度を「中下」レベルに判定した後（Ｓ５３５）、処理をＳ５５０に移行する。この他、ＣＰＵ３１は、Ｓ５３０で、正常判定が０個であると判断すると（Ｓ５３０でＮｏ）、ＧＰＳ測位結果の確度を「低」レベルに判定した後（Ｓ５４０）、処理をＳ５５０に移行する。
【００８０】
Ｓ５５０に移行すると、ＣＰＵ３１は、第一及び第二判定処理がこの総合判定処理前に実行されているか否か判断する。尚、Ｓ５００で実行される総合判定処理では、ここでＹｅｓと判断される。一方、後述するＳ６４０で実行される総合判定処理ではＮｏと判断される。
【００８１】
Ｓ５５０でＹｅｓと判断すると、ＣＰＵ３１は、ＧＰＳ測位結果の確度に関する判定値Ｋを以下のように算出する（Ｓ５６０）。
Ｋ＝（Ｋ１＋Ｋ２＋Ｋ３）／３
その後、ＣＰＵ３１は、Ｓ５１５，Ｓ５２５，Ｓ５３５，Ｓ５４０のいずれかで判定した確度のレベル（即ち、「高」「中上」「中下」「低」のいずれかのレベル）を表す情報と、判定値Ｋと、を総合判定結果としてＲＡＭ３５に格納する（Ｓ５９０）。一方、Ｓ５５０でＮｏと判断すると、ＣＰＵ３１は、ＧＰＳ測位結果の確度に関する判定値Ｋを、Ｋ＝Ｋ３に設定し（Ｓ５７０）、その後、上述したＳ５９０の処理を実行して、当該総合判定処理を終了する。
【００８２】
Ｓ５００での総合判定処理が終了すると、ＣＰＵ３１は、所定時間が経過したか否か判断し（Ｓ６１０）、所定時間が経過したと判断すると（Ｓ６１０でＹｅｓ）、Ｓ１８０に処理を移行する。一方、所定時間が経過していないと判断すると（Ｓ６１０でＮｏ）、Ｓ６２０に移行して、他のタスクから当該測位確度判定処理の終了指令が入力されていないかどうか判断する（Ｓ６２０）。そして、終了指令が入力されていると判断すると（Ｓ６２０でＹｅｓ）、当該測位確度判定処理を終了し、終了指令が入力されていないと判断すると（Ｓ６２０でＮｏ）、Ｓ６１０に移行して、所定時間が経過するまで待機する。
【００８３】
その他、ＣＰＵ３１は、Ｓ１５０において応答信号が受信されるのを所定期間待機したにも拘わらず、サーバ装置５から応答信号を受信することができなかったと判断すると（Ｓ１５０でＮｏ）、Ｓ６３０に移行して上述の第三判定処理を実行し、その後、総合判定処理を実行する（Ｓ６４０）。尚、Ｓ６４０で実行される総合判定処理前には、第一及び第二判定処理が実行されず第三判定処理のみが実行されるので、Ｓ５１０では、第三判定処理で正常判定されている場合にＹｅｓと判断し、そうでなければＮｏと判断する。Ｓ５１０でＮｏと判断された場合には正常判定が０個であるので、Ｓ５２０及びＳ５３０では、Ｎｏと判断される。また、Ｓ５５０においても、上述したようにＮｏと判断されて、Ｓ５７０の処理が実行される。
【００８４】
即ち、第三判定処理（Ｓ６３０）で正常判定がなされると、ＣＰＵ３１は、Ｓ６４０の総合判定処理で、ＧＰＳ測位結果の確度を「高」レベルに判定し、判定値Ｋ＝０に設定する。一方、第三判定処理（Ｓ６３０）で異常判定がなされると、ＧＰＳ測位結果の確度を「低」レベルに判定し、判定値Ｋ＝Ｋ３に設定する。
【００８５】
このようなＳ６４０での総合判定処理が終了すると、ＣＰＵ３１は、Ｓ６５０にて所定時間が経過したか否か判断し、経過していると判断すると（Ｓ６５０でＹｅｓ）、Ｓ１２０に移行する。一方、Ｓ６５０にて所定時間が経過していないと判断すると、他のタスクから当該測位確度判定処理の終了指令が入力されていないかどうか判断し（Ｓ６６０）、終了指令が入力されていると判断すると（Ｓ６６０でＹｅｓ）、当該測位確度判定処理を終了する。一方、終了指令が入力されていないと判断すると（Ｓ６６０でＮｏ）、Ｓ６５０に移行して、所定時間が経過するまで待機する。
【００８６】
以上に、測位確度判定処理について説明したが、この測位確度判定処理により得られる総合判定結果（確度のレベル及び判定値Ｋ）は、ＣＰＵ３１が実行する切替処理にて次のように利用される。尚、図１４は、ＣＰＵ３１が実行する測位方式の切替処理を表すフローチャートである。
【００８７】
ＣＰＵ３１は、切替処理を実行すると、Ｓ７１０にて、総合判定結果（確度のレベル及び判定値Ｋ）を上記測位確度判定処理タスクから取得し、総合判定処理にて下されたＧＰＳ測位結果の確度が「高」レベルであるか否か判断する（Ｓ７２０）。そして、確度のレベルが「高」レベルであると判断すると、処理をＳ７３０に移して、ＧＰＳ航法により車両位置の特定を行うようにした後（ＧＰＳ航法オン）、当該切替処理を終了する。
【００８８】
一方、ＣＰＵ３１は、Ｓ７２０で、確度のレベルが「高」レベルではないと判断すると、Ｓ７４０に処理を移して、総合判定処理にて下されたＧＰＳ測位結果の確度が「低」レベルであるか否か判断する。そして、確度のレベルが「低」レベルであると判断すると（Ｓ７４０でＹｅｓ）、処理をＳ７５０に移行して、ＧＰＳ航法による車両位置の特定を行わないようにし（ＧＰＳ航法オフ）、各種センサを用いた推定航法にて車両位置の特定を行うようにする。その後、当該切替処理を終了する。
【００８９】
また、Ｓ７４０において、確度のレベルが「低」レベルではないと判断すると（Ｓ７４０でＮｏ）、ＣＰＵ３１は、Ｓ７６０に処理を移し、確度のレベルと判定値Ｋとに基づいて、ＧＰＳ航法による車両位置の特定をオン／オフする。具体的には、確度のレベルが「中上」であっても、判定値が大きなマイナス値をとる場合には、ＧＰＳ航法から推定航法に切り替え、確度のレベルが「中下」であっても、判定値が０に近い値をとる場合には、ＧＰＳ航法にて車両位置の特定を行うようにする。Ｓ７６０での処理を終えると、ＣＰＵ３１は、当該切替処理を終了する。尚、この切替処理は、総合判定処理が実行される度に行われる。
【００９０】
以上に、ＣＰＵ３１が実行する各種処理について説明したが、地形座標データを、ナビゲーション装置１０に提供するサーバ装置５は、次のようにして地形座標データを提供する。図１５は、サーバ装置５のＣＰＵ５１が実行するデータ送信処理を表すフローチャートである。
【００９１】
サーバ装置５のＣＰＵ５１は、データ送信処理を実行すると、Ｓ８１０にて、ナビゲーション装置１０から地形座標データの要求信号が送信されてくるまで待機する。そして、地形座標データの要求信号を無線通信装置５７を介して受信すると、Ｓ８２０に処理を移して、要求信号に含まれる車両３の現在位置座標Ｐ及び速度ベクトルＶに基づき、車両３の現在位置周囲に存在する複数地点の地形座標データのうち、車両３に送信すべき送信対象の地形座標データを選択する。
【００９２】
この際、送信対象の地形座標データの量をできるかぎり小さくするのがネットワーク資源の有効活用の点から好ましいので、ナビゲーション装置１０における判定基準面ＰＳの決定手法に合わせて、判定基準面ＰＳを構成するのに必要な最小限度の地形座標データを送信対象に決定する。
【００９３】
具体的に説明すると、図６（ａ）に示すように、車両３の進行方向が上側を向いている場合、車両３の現在位置座標Ｐを囲む地点の地形座標データＤ［１］，Ｄ［２］，Ｄ［３］，Ｄ［４］のうち、Ｄ［１］，Ｄ［２］，Ｄ［３］を送信対象に選択する。また、図６（ｂ）に示すように、車両３の進行方向が右下側を向いている場合、車両３の現在位置座標Ｐを囲む地点の地形座標データＤ［１］，Ｄ［２］，Ｄ［３］，Ｄ［４］のうち、Ｄ［１］，Ｄ［２］，Ｄ［４］を送信対象に選択する。
【００９４】
このようにして送信対象の地形座標データを選択すると、ＣＰＵ５１は、選択した送信対象の地形座標データを地形データベース５９から読み出して（Ｓ８３０）、それら送信対象の地形座標データの一群を格納した応答信号を生成し、これを無線通信装置５７に、ナビゲーション装置１０を送信先として送信させる（Ｓ８４０）。この後、ＣＰＵ５１は、当該データ送信処理を終了する。
【００９５】
以上、本実施例の確度判定システム１について説明したが、この確度判定システム１によれば、ＧＰＳ受信装置１１の演算部１１ｂが、ＧＰＳ衛星２からの衛星信号を受信する受信部１１ａの受信結果に基づき、緯度・経度・高度からなる三次元座標系での現在地の位置座標Ｐを算出する。また、ナビゲーション装置１０のＣＰＵ３１が、Ｓ１４０からＳ１６０での処理によって、地形座標データを記憶する地形データベース５９から、サーバ装置５側の通信手段としての無線通信装置５７及びナビゲーション装置１０側の通信手段としての無線通信装置１３を介し、車両３の現在位置座標Ｐ周囲に存在する複数地点の地形座標データを取得する。
【００９６】
また、ＣＰＵ３１は、この地形座標データのうち、速度ベクトルＶが示す車両３の進行方向に適した地形座標データを選択して、それら地形座標データが示す地点を頂点とする多角形の判定基準面ＰＳを決定し、この判定基準面ＰＳを基準として、その後に演算部１１ｂが算出する位置座標Ｐの位置的なずれに関する距離ｄを算出する。具体的には、平面ＰＡ及び判定基準面ＰＳの交線Ｌを通り平面ＰＡに垂直な面ＰＢから、位置座標Ｐまでの高度方向（ｚ方向）の距離ｄを算出する（Ｓ２４０）。ＣＰＵ３１は、この距離ｄが、Ｓ２２０でＤＯＰ値に基づいて決定した閾値Ｔｈ１未満であると、ＧＰＳ測位結果の確度が高いとして第一判定処理で正常判定を行い（Ｓ２６０）、距離ｄが閾値Ｔｈ１以上であると、ＧＰＳ測位結果の確度が低いとして第一判定処理で異常判定を行う（Ｓ２７０）。
【００９７】
このように本実施例の確度判定システム１では、判定基準面ＰＳを用いて、ＧＰＳ受信装置１１が算出した座標Ｐの確度を判定するので、地形座標データが存在する地点だけでなく、その他の地点（地形座標データが存在する地点を結んだ判定基準面ＰＳの領域）においても、ＧＰＳ測位結果の確度を判定することができる。特に、本実施例では、判定基準面ＰＳにより、その地域の地表面を概ね正確に表すことができ、車両３の速度ベクトルＶのｘｙ成分方向に沿って延びる交線Ｌに垂直な方向に水平な平面ＰＢによって、車両３が走行中の道路を概ね正確に表すことができるから、高度情報（ここでいう地形座標データ）を密に用意しなくとも、精度よくＧＰＳ測位結果の確度（即ち、ＧＰＳ受信装置１１により算出された車両３の位置座標Ｐの確度）を判定することができる。
【００９８】
従って、本実施例によれば、ＣＰＵ３１が実行する切替処理にて、適切にＧＰＳ航法をオン／オフすることができ、ＧＰＳ航法又は推定航法を用いて車両位置を正確に特定することができる。
【００９９】
また、本実施例の確度判定システム１では、ＧＰＳ受信装置１１がＳ１８０で測位した際のＤＯＰ値に基づき、閾値Ｔｈ１を決定するようにしたので、ＧＰＳ測位の衛星配置に基づく誤差を、マルチパスによる影響と錯誤してしまうのを抑制することができ、マルチパスによるＧＰＳ測位の異常を高感度で検出することができる。また、本実施例の確度判定システム１では、地形座標データの受信に成功すると（Ｓ１５０でＹｅｓ）、第一判定処理を実行し、地形座標データの受信に失敗すると（Ｓ１５０でＮｏ）、第一判定処理を実行せずに（即ち第一判定処理の動作を禁止して）、第三判定処理（Ｓ６３０）を選択的に実行するようにした。
【０１００】
そして、第三判定処理では、傾斜角検出手段としての傾斜センサ１５、及び移動速度検出手段としての車速センサ１９の出力値に基づいて、車両３の単位時間当たりの高度方向への移動量ΔＨを算出する（Ｓ４４０）と共に、ＧＰＳ受信装置１１によって算出された現在位置座標Ｐの単位時間当たりの高度方向への移動量（変位量）Δｚを算出し（Ｓ４１０）、その差δを求めるようにした（Ｓ４５０）。また、差δが閾値Ｔｈ３未満であると、ＧＰＳ測位結果の確度が高いとして第三判定処理で正常判定を行い（Ｓ４７０）、差δが閾値Ｔｈ３以上であると、ＧＰＳ測位結果の確度が低いとして第三判定処理で異常判定（Ｓ４８０）を行うようにした。
【０１０１】
このため、本実施例の確度判定システム１では、地形データベース５９から地形座標データを取得することなくＧＰＳ測位結果の確度を判定することができ、サーバ装置５の無線通信装置５７と、ナビゲーション装置１０の無線通信装置１３とのデータ送受信が不可能である場合にも、センサの出力値に基づいて、ＧＰＳ測位結果の確度を継続的に判定することができる。
【０１０２】
また、本実施例では、地形座標データをサーバ装置５から取得できる場合、第一判定処理だけでなく第二判定処理及び第三判定処理を実行して、ＧＰＳ測位結果の確度を総合的に判定するようにした。具体的には、各判定処理にて正常判定とされた回数を、最終的な確度判定に用いて、全ての判定処理において正常判定が下されていれば、ＧＰＳ測位結果（即ちＧＰＳ受信装置１１が算出した位置座標Ｐ）の確度を「高」と判定し、全ての判定処理において異常判定が下されていれば、ＧＰＳ測位結果の確度を「低」と判定するようにした。本実施例の確度判定システム１では、このように、複数の手法でＧＰＳ受信装置１１が算出した座標Ｐの確度を判定し、その結果に基づいて、座標Ｐの確度を最終判定するため、ＧＰＳ受信装置１１が算出した座標の確度を高精度に判定することができる。
【０１０３】
この他、本実施例では、地形座標データを記憶する地形データベース５９を、センタ７に配置しているので、ナビゲーション装置１０に、地形データベース５９を設ける必要がなく、安価にナビゲーション装置１０を製造でき、当該確度判定システム１を安価に構築することができる。
【０１０４】
尚、本発明の受信手段は、本実施例の受信部１１ａに相当し、本発明の位置算出手段は、演算部１１ｂに相当する。また地形記憶手段は、地形データベース５９に相当し、データ取得手段は、ＣＰＵ３１が実行するＳ１４０〜Ｓ１６０の処理に相当する。その他、ズレ値算出手段は、本発明のズレ値としての距離ｄを算出するＣＰＵ３１の処理（Ｓ２４０）に相当し、確度判定手段は、ＣＰＵ３１が実行するＳ２５０〜Ｓ２７０の処理に相当する。また、本発明の方向判定手段は、ＣＰＵ３１が、ＧＰＳ受信装置１１が出力する座標Ｐの時間変化に基づいて速度ベクトルＶを算出するＳ２１０，Ｓ２９３の処理にて実現されている。
【０１０５】
また、本発明でいう「多角形の構成面」は、地形座標データが表す地点Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３を頂点にもつ三角形の判定基準面ＰＳに相当し、「移動体の移動方向に平行な直線であって位置算出手段が第１の時点で算出した座標を通る直線、を含む高度方向に平行な面」は、平面ＰＡに相当する。また、ＤＯＰ値算出手段及び閾値決定手段は、ＣＰＵ３１が実行するＳ２２０の処理にて実現されている。
【０１０６】
その他、傾斜角検出手段は、傾斜センサ１５に相当し、移動速度検出手段は、車速センサ１９に相当する。また、移動量算出手段は、ＣＰＵ３１が実行するＳ４４０の処理にて実現されており、変位量算出手段は、ＣＰＵ３１が実行するＳ４１０の処理にて実現されている。また、比較判定手段は、ＣＰＵ３１が実行するＳ４６０〜Ｓ４８０の処理にて実現されている。
【０１０７】
また、切替手段は、ＣＰＵ３１が地形座標データの取得に成功すると（Ｓ１５０でＹｅｓ）、第一判定処理を実行し、地形座標データの取得に失敗すると（Ｓ１５０でＮｏ）、第一判定処理の実行を止めて、第一〜第三判定処理のうち、第三判定処理のみを選択的に実行する動作にて実現されている。その他、総合判定手段は、ＣＰＵ３１が実行するＳ５００の処理にて実現されている。また、サーバ装置の送信制御手段は、ＣＰＵ５１が実行するデータ送信処理にて実現されている。
【０１０８】
尚、本発明の確度判定システムは、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
上記実施例では、ＧＰＳ受信装置１１が算出した車両３の位置座標Ｐと平面ＰＢとの距離ｄを求めて、ＧＰＳ測位の結果が正常であるか否か判断するようにしたが、マルチパスによるＧＰＳ測位の誤差は、緯度・経度座標（ｘ座標・ｙ座標）で小さく、高度座標（ｚ座標）で大きいことから、距離ｄに代えて、例えば、ＧＰＳ受信装置１１が算出した車両３の位置座標Ｐと交線Ｌとの距離ｄ’を求めて、ＧＰＳ測位の結果が正常であるか否か判定するようにしてもよい。即ち、Ｓ２４０で交線Ｌと位置座標Ｐとの距離ｄ’を求めて、それを閾値Ｔｈ１と比較するように第一判定処理を構成してもよい。
【０１０９】
ＧＰＳ受信装置１１による測位で算出された緯度・経度座標が概ね正しく表されていれば、平面ＰＢと位置座標Ｐとの距離ｄを求めても、交線Ｌと位置座標Ｐとの距離ｄ’を求めても、略同様の値（ｄ≒ｄ’）を得ることができるので、上記実施例と同様に、高精度にＧＰＳ測位結果の確度を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明が適用された確度判定システム１の構成を表す説明図である。
【図２】ナビゲーション装置１０及びサーバ装置５の構成を表すブロック図である。
【図３】三次元座標系の構成を表す説明図である。
【図４】データ送受信の態様を示した説明図である。
【図５】ナビゲーション装置１０のＣＰＵ３１が実行する測位確度判定処理を表すフローチャートである。
【図６】判定基準面ＰＳの決定方法を示した説明図である。
【図７】ＣＰＵ３１が実行する第一判定処理を表すフローチャートである。
【図８】平面ＰＢから車両３の位置座標Ｐまでの距離ｄを示した説明図である。
【図９】ＣＰＵ３１が実行する第二判定処理を表すフローチャートである。
【図１０】ＣＰＵ３１が実行する第三判定処理を表すフローチャートである。
【図１１】傾斜角Θの路面を、速度Ｖｓで走行する車両３を示した説明図である。
【図１２】マルチパスの影響によりＧＰＳ測位の結果が異常を示すときの移動量Δｚの時間変化を示すグラフである。
【図１３】ＣＰＵ３１が実行する総合判定処理を表すフローチャートである。
【図１４】ＣＰＵ３１が実行する切替処理を表すフローチャートである。
【図１５】サーバ装置５のＣＰＵ５１が実行するデータ送信処理を表すフローチャートである。
【図１６】反射波を受信するＧＰＳ受信装置１１を示した説明図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１…確度判定システム、２…ＧＰＳ衛星、３…車両、５…サーバ装置、７…センタ、９…セルラー網、１０…ナビゲーション装置、１１…ＧＰＳ受信装置、１１ａ…受信部、１１ｂ…演算部、１３…無線通信装置、１５…傾斜センサ、１７…ジャイロスコープ、１９…車速センサ、２１…操作スイッチ群、２３…地図データ入力器、２５…表示装置、２７…スピーカ、３０…ナビ制御回路、３１…ＣＰＵ、３３…ＲＯＭ、３５…ＲＡＭ、５１…ＣＰＵ、５３…ＲＯＭ、５５…ＲＡＭ、５７…無線通信装置、５９…地形データベース
【図２】
2005265690.tif 000003
【図３】
2005265690.tif 000004
【図４】
2005265690.tif 000005
【図５】
2005265690.tif 000006
【図６】
2005265690.tif 000007
【図７】
2005265690.tif 000008
【図８】
2005265690.tif 000009
【図９】
2005265690.tif 000010
【図１０】
2005265690.tif 000011
【図１１】
2005265690.tif 000012
【図１２】
2005265690.tif 000013
【図１３】
2005265690.tif 000014
【図１４】
2005265690.tif 000015
【図１５】
2005265690.tif 000016
【図１６】
2005265690.tif 000017
【図１】
2005265690.tif 000018